JPH06154227A

JPH06154227A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH06154227A
Application number: JP4311708A
Authority: JP
Inventors: Ko Ishikawa; 皇石川; Yoshizou Ishizuka; 宜三石塚
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【目的】所望のＳＴＣ曲線を簡易な回路規模で、容易
かつ迅速に設定できるようにするとともに、ＳＴＣ曲線
と超音波画像の深度との対応関係を容易に把握できるよ
うにする。【構成】ポインタ２０２を〔ＳＴＣ設定〕の欄２０３
に移動させてクリックする（（ａ））と、超音波画像２
０１上に現在設定されているＳＴＣ曲線２０４が重複表
示される（（ｂ））。ＳＴＣ曲線２０４の設定を行う場
合には、超音波画像２０１内にポインタ２０２を移動さ
せ、所望の表示深度および利得レベルの位置でクリック
すると、クリックした位置およびその周辺のＳＴＣ曲線
が新たに設定し直される（（ｃ））。ＳＴＣ曲線２０４
の設定が終了すると、ポインタ２０２を〔ＳＴＣ確定〕
の欄２０３に移動させてクリックする。これにより設定
されたＳＴＣ曲線２０４が確定し、通常の超音波画像表
示状態になる（（ａ））。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体からのエコー信
号の深度方向のレベル差を補償するＳＴＣ(Sensitivity
Time Control,感度時間制御）機能を有する超音波診断
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波プローブから被検体内に超音波パ
ルス信号を送波し、被検体内の反射体で反射した超音波
エコー信号を、再び超音波プローブで受波し、そのエコ
ー信号に基づき断層像を構成する超音波診断装置が知ら
れている。超音波信号は、一般的に被検体内の反射体が
遠距離にある場合ほど、信号の減衰が大きくなる。この
ような反射体の深度の差による、超音波エコー信号の信
号レベルの差を補償するために、従来の超音波診断装置
においては、超音波エコー信号を増幅する増幅器の利得
を深度に応じて時間的に制御するＳＴＣ曲線を設定でき
るようになっている。

【０００３】ＳＴＣ曲線の設定方法として、実開平６２
−１８１１１号公報では、スライドボリュームを用いる
ものや、深度位置設定キーおよび利得設定キーを有する
操作パネルを用いるものが開示されている。

【０００４】現在広く使われているスライドボリューム
を用いてＳＴＣ曲線を設定するものにおいては、図１１
に示すようにボリュームつまみ１の位置がＳＴＣ曲線の
形を表わすため、利得の増減を直感的把握でき、さらに
一度に複数のボリュームを指先や手のひらで動かせるた
め、迅速な操作ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在触
れているボリュームつまみ１が、表示されている断層像
２のどの深度に対応しているのかを確認するには、視線
を画面３と操作パネル４とに切り替えて判断しなければ
ならない。特に、近年の超音波診断装置では断層像を拡
大・縮小したり、あるいは上下、左右に反転したりする
機能が装備されているものが多いが、この場合、図１２
（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように断層像の深度方向
の表示範囲や向きが変化してしまうため、ボリュームつ
まみ１とそのつまみ１が対応している深度との対応は、
さらにつきにくくなってしまう。図１３は図１２（ａ）
に対応する操作部の構成であり、このような操作部では
図１２（ｂ）、（ｃ）のような表示の場合には深度方向
に応じて利得を増減する操作は容易ではない。

【０００６】また、深度位置設定キーおよびゲイン設定
キーを有する操作パネルを用いるものにあっては、両設
定キーを操作して深度およびゲイン（利得）を設定しな
ければならないため、設定操作が面倒で時間がかかると
ともに、この場合はさらに設定したＳＴＣ曲線全体を操
作パネル上で確認できないため、作業がしにくいという
問題があった。

【０００７】これらの問題点を解決するために、特開平
１−９４８２９号公報には、二次元的に配列したスイッ
チを操作パネル上またはモニタの画面上に設け、指でス
イッチ群をトレースすることで、ＳＴＣ曲線の設定を行
なう技術が開示されている。

【０００８】しかしながら、二次元的に配列したスイッ
チ群を設けることにより、ＳＴＣ曲線設定時の分解能を
高くすればするほど、スイッチ群の配線が多くなり、装
置が大型化しかつ複雑化してしまうという問題があっ
た。

【０００９】また、ＳＴＣの目的は、超音波の伝搬に伴
うエコー信号の平均的強度の減衰補正であり、反射率の
違いによって生ずるエコー信号の局所的強度の大小を補
正するものではない。そのためＳＴＣ曲線を深度方向に
対して、あまり細かに調整することは操作が繁雑になる
ばかりではなく、ＳＴＣ補正後のエコー信号に悪影響を
与え兼ねない。このため、従来のスライドボリュームに
よるＳＴＣ補正機能では、８〜１０段程度となってい
る。

【００１０】この場合、各スライドボリュームの間の深
度方向位置の利得設定は、前後のスライドボリュームの
設定値から補間によって求める方法で行われる。一例と
して実公昭６２−１８１１１号公報に開示されている方
法がある。これは図１４に示すように、深度方向位置Ｐ
₁、Ｐ₂、…、Ｐ_nに対応づけられたスライドボリュー
ムによって設定されたゲイン設定データＧ₁、Ｇ₂、
…、Ｇ_nを用い、Ｐｋ〜Ｐｋ＋１（ｋ＝１〜ｎ−１）の
間を補間した後、ゲイン設定メモリに記憶させるもので
ある。このようにすることによって、深度方向に対して
滑らかなＳＴＣ曲線を得ることができる。

【００１１】しかしながら、このようにスライドボリュ
ームを用いる方法では、必ずしも操作者が所望するＳＴ
Ｃ曲線が得られるとは限らない。たとえば図１５（ａ）
では、操作者が設定しようとするＳＴＣ曲線Ａ（破線で
示す）と、設定後のＳＴＣ曲線Ｂ（実線で示す）とはほ
ぼ一致しているが、同図（ｂ）の場合、両者はスライド
ボリューム間で大きくずれている。もちろん、スライド
ボリュームの段階を増すことで、より所望のＳＴＣ曲線
に近づけることは可能であるが、その場合、操作性の低
下や回路規模の増加を招いてしまうという問題があっ
た。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、所望のＳＴＣ曲線を、簡易な
回路規模で容易かつ迅速に設定できるとともに、ＳＴＣ
曲線と超音波画像の深度との対応関係を容易に把握する
ことができ、操作者の作業効率が向上する超音波診断装
置を提供することにある。

【００１３】また、本発明の第２の目的は、必要以上に
局所的利得変化をもたらすことなく、深度方向に対して
滑らかな所望のＳＴＣ曲線を設定できる超音波診断装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明（第１の発明）
は、超音波プローブより被検体に超音波ビームを走査し
て被検体からの超音波エコーを受波し、エコー信号に基
づく被検体の断層像を得る超音波診断装置であって、前
記エコー信号を入力するとともに、可変可能な利得をも
って入力したエコー信号のレベルを変換して出力するレ
ベル変換手段と、２次元の操作方向に対応して２次元の
信号を出力するポインティングデバイスと、前記レベル
変換手段の出力を受けて画面上に前記被検体の断層像を
表示するとともに、前記ポインティングデバイスの出力
を受けて前記画面上にポインタを移動可能に表示する表
示手段と、前記ポインティングデバイスの、１つの次元
の出力に応答して前記画面上で移動するポインタによっ
て前記断層像の任意の深度方向位置を指示するととも
に、他の１つの次元の出力に応答して、前記指示された
深度方向位置付近の利得が増減するように前記レベル変
換手段を制御する利得制御手段とを備えている。

【００１５】ポインティングデバイスとしては、２次元
（Ｘ方向およびＹ方向）の操作が可能なものが用いられ
る。また、本発明において「ポインタ」とは、表示手段
の画面に輝度変調されて表現される図形であり、画面上
の位置を指示する目的を持つものである。

【００１６】この超音波診断装置では、超音波プローブ
より被検体に超音波ビームを走査して得られる超音波エ
コー信号に基づいて被検体の断層像が画面上に表示され
る。そして、操作者が、ポインティングデバイスを１方
向、たとえばＹ方向に操作すると、このポインティング
デバイスからＹ方向に対応する次元の信号Ｖｙが出力さ
れる。この信号Ｖｙに応答して、画面上のポインタが、
表示されている断層像の深度方向位置を指示する。な
お、一般的なポインティングデバイスの操作方向は、各
次元の操作方向について、＋、−の２つの方向がある
が、もし、Ｖｙが＋方向であれば、ポインタは、より深
い深度側に移動し、−方向であればポインタは、より浅
い深度側に移動する。

【００１７】また、操作者がポインティングデバイスの
他の１方向、たとえばＸ方向に操作すると、このポイン
ティングデバイスからＸ方向に対応する次元の信号Ｖｘ
が出力される。Ｖｘに応答して、ポインタで指示されて
いる深度方向位置Ｖｙの利得が、Ｖｘに基づく量だけ増
減される。ポインティングデバイスはＹ方向と同様、Ｘ
方向も＋、−の２つの方向があり、もし、Ｖｘが＋方向
であれば利得は増加し、−方向であれば減少するように
動作する。以上の過程によって、操作者の所望する深度
付近のエコー信号の利得を調整することができ、深度方
向に対するエコー信号利得制御、すなわちＳＴＣが可能
となる。

【００１８】本発明による超音波診断装置では、エコー
信号に対する利得を超音波断層像の深度方向に対応させ
て、画面上に利得分布図形（以下、ＳＴＣ曲線と記す）
で表示し、前記ポインタをこのＳＴＣ曲線上の対応する
位置に重複表示することが好ましく、このような構成で
あれば、ポインティングデバイスの操作に伴って、ポイ
ンタがＳＴＣ曲線上で移動する。したがって、操作者
は、現在、どの深度方向位置の利得が調整されているか
を画面上で容易に確認することができ、より操作性が向
上する。

【００１９】また、本発明の超音波診断装置（第２の発
明）では、エコー信号に対する利得を増減させる利得制
御手段は、具体的には、深度方向位置をｙ、前記ポイン
タによって設定された深度方向位置をｙ0 、ｙ0 におけ
る新たな利得設定値Ｇ0 、重み付け関数をｆ（ｙ）、増
減操作をする前の深度方向利得をＧ（ｙ）、増減操作後
の深度方向利得をＧ′（ｙ）とすれば、

【００２０】

【数１】ｇ′（ｙ）＝ｆ（ｙ）・ｇ（ｙ）の関係を有しており、ｆ（ｙ）はｙがｙ0 から離れるに
したがって１に近づき、ｙがｙ0 に近づくにしたがって
ｇ0 ／ｇ（ｙ0 ）に近づくように制御するものである。

【００２１】利得制御をこのように行うことにより、操
作者が設定した深度方向位置だけでなく、その周辺の位
置においてもある程度の重みで利得制御されるため、必
要以上に局所的利得変化をもたらすことが無く、深度方
向に対して滑らかなＳＴＣ曲線が得られる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２３】図１は本発明の第１の実施例に係る超音波
診断装置のブロック構成を示すものである。本実施例の
超音波診断装置は、ｎチャンネル（たとえば６４チャン
ネル）の振動子１００ａがアレイ状に配列された超音波
プローブ１００を備えている。超音波プローブ１００の
各超音波振動子１００ａは送受信回路１０１に個々独立
して接続されている。送受信回路１０１はｎチャンネル
のうち隣り合うｋ個（たとえばｋ＝８）のチャンネルを
選択し、被検体１０に対して超音波の送受信を行うもの
である。

【００２４】すなわち、送受信回路１０１からは、超音
波信号が超音波プローブ１００内の振動子１００ａに伝
達され、その結果超音波パルスが被検体１０内に送波さ
れる。送波された超音波パルスは、被検体１０内の反射
体で反射され、振動子１００ａで受波される。受波され
たエコー信号は、振動子１００ａ内で電気信号に変換さ
れ、受送信回路１０１、対数変換回路１０２、および検
波回路１０３を経て、さらにＡ／Ｄ（アナログ／ディジ
タル）コンバータ１０４にてディジタル信号に変換され
る。ディジタル信号に変換されたエコー信号Ｅ（ｙ）
は、ＳＴＣ制御回路１２０において深度方向の利得制御
が行われた後、画像メモリ１０６に記憶される。

【００２５】ＳＴＣ制御回路１２０は、利得制御手段と
してのＣＰＵ（中央処理装置）１１０を備えている。Ｃ
ＰＵ１１０には、ポインティングデバイス１０９が接続
されるとともに、データバスを介してＳＴＣメモリ１１
１およびプログラムメモリ１１２が各々接続されてい
る。プログラムメモリ１１２には、ＳＴＣ動作を制御す
るためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ１１０は
このプログラムにしたがってＳＴＣ制御を行うようにな
っている。ＳＴＣメモリ１１１には被検体１０の各深度
各々に対応する利得データが記憶されており、ＣＰＵ１
１０はその内容にしたがって深度方向の利得制御を行う
ようになっている。利得データは、ポインティングデバ
イス１０９からの出力に基づいてＣＰＵ１１０が生成す
るようになっている。ＳＴＣメモリ１１１に記憶された
利得データは、エコー信号の受信期間にわたって対応す
る深度に従って読み出され、加算器１０５においてＡ／
Ｄコンバータ１０４の出力データと加算され、これによ
り利得制御がなされるようになっている。

【００２６】ＣＰＵ１１０には、さらにグラフィックメ
モリ１１３が接続されている。ＣＰＵ１１０はポインテ
ィングデバイス１０からの出力に基づいて、ポインタを
０または１の２値画像としてこのグラフィックメモリ１
０に生成するようになっている。

【００２７】利得制御がなされた後、画像メモリ１０６
に記憶されたエコー信号はビデオ同期信号に同期して読
み出され、さらにＤ／Ａコンバータ１０７にてアナログ
信号に変換された後、ビデオモニタ１０８上に超音波画
像（断層像）として表示される。また、グラフィックメ
モリ１１３の内容も同時にビデオ同期信号に同期して読
み出されるが、データが１の場合、最大階調レベルにＤ
／Ａコンバータ１０７の出力を変調する。その結果、図
２（ａ）、（ｂ）に示されるようにビデオモニタ１０８
上の超音波画像２０１に重複して、後述のようなトラッ
クボールポインタ（以下、単にポインタと略記する。）
２０２が表示される。

【００２８】続いて、本実施例の特徴であるポインティ
ングデバイス１０９を用いたＳＴＣ曲線の設定方法につ
いて説明する。

【００２９】本実施例では、ポインティングデバイス１
０９として、図３に示すような、クリック機能を有する
クリックボタン３０１のついたトラックボール３００を
用いる。トラックボール３００の操作方向は、ポインテ
ィングデバイス１０９に向かって前方向を＋Ｙ、後方向
を−Ｙ、右方向を＋Ｘ、左方向を−Ｘとそれぞれ定義す
る。これらの方向に対応してトラックボール３００は、
ＹP 、ＹN 、ＸP 、ＸN の４つの出力ラインを有してい
る。超音波画像２０１の表示を行うビデオモニタ１０８
には、図２（ａ）に示したように、トラックボール３０
０の移動に連動してビデオモニタ１０８上を移動するポ
インタ２０２が表示される。また、ビデオモニタ１０８
の端にＳＴＣ設定の欄２０３が表示される。

【００３０】ＳＴＣ曲線の設定を行わない、通常の超音
波画像２０１の表示時には、図２（ａ）に示したよう
に、ビデオモニタ１０８上では、超音波画像２０１と
〔ＳＴＣ設定〕の欄２０３およびポインタ２０２がそれ
ぞれ表示される。

【００３１】ＳＴＣ曲線の設定を行う場合には、図２
（ａ）の状態からトラックボール３００（図３）により
ポインタ２０２を〔ＳＴＣ設定〕の欄２０３に移動さ
せ、クリックボタン３０１（図３）を押してクリックす
る。この操作がなされると、図２（ｂ）に示すように、
ビデオモニタ１０８上の超音波画像２０１の右端にポイ
ンタ２０２が現われる。このときのポインタ２０２の深
度方向位置は、断層像の上端や中央の位置、あるいは過
去にＳＴＣ設定操作を行った時の最終位置であっても良
い。

【００３２】次に、トラックボール３００を−Ｙ方向に
回転させると、トラックボール３００の出力ラインのう
ちＹN ラインに回転数に比例したパルス信号が発生す
る。このパルス信号がＣＰＵ１１０（図１）に入力され
ると、ＣＰＵ１１０は、グラフィックメモリ１１３上の
それまでのポインタ２０２の深度方向アドレスを、入力
されるパルス数に応じてインクレメントして新たな深度
方向アドレス（この深度方向アドレスをＡ（ｙ）とす
る。）とし、その位置にポインタ２０２を書き込む。

【００３３】逆に、トラックボール３００を＋Ｙ方向に
回転させると、出力ラインのうちＹP ラインに回転数に
比例したパルス信号が発生する。そして、−Ｙ方向と同
様の過程で、入力されるパルス数に応じてデクリメント
した深度方向アドレスの位置に新たなポインタ２０２を
書き込む。

【００３４】以上の過程が実行されると、ビデオモニタ
１０８上において、トラックボール３００の−Ｙ方向あ
るいは＋Ｙ方向の回転に対応して、ポインタ２０２が下
方あるいは上方に移動する。なお、ポインタ２０２が断
層像の下端または上端に達すると、トラックボール３０
０を回転し続けてもポインタ２０２は移動しない。ま
た、深度方向のどの位置においても、トラックボール３
００を＋Ｘあるいは−Ｘ方向に回転してもポインタ２０
２の深度方向位置は変化しない。

【００３５】以上の操作によってポインタ２０２を所望
の位置に設定した後、トラックボール３００を＋Ｘある
いは−Ｘ方向に回転すると、そのポインタ２０２が位置
する深度付近の利得を増減することができる。

【００３６】すなわち、今、ポインタ２０２によって深
度方向アドレスＡ(y1)が指示されているとする。トラッ
クボール３００を＋Ｘ方向に回転させると、トラックボ
ール３００の出力ラインのうちＸP ラインに回転数に比
例したパルス信号が発生する。このパルス信号がＣＰＵ
１１０に入力されると、ＣＰＵ１１０はＳＴＣメモリ１
１１の深度方向アドレスＡ（Y1) のデータを入力される
パルス数に応じてインクリメントする。逆に−Ｘ方向に
回転されると、出力ラインのうちＸN ラインに回転数に
比例したパルス信号が発生し、ＳＴＣメモリ１１１のア
ドレスＡ(y1)の利得データを入力されるパルス数に応じ
てデクリメントする。これらの操作で得られたＡ(y1)の
データの値をＧ(y1)とする。

【００３７】以上の操作を、ポインティングデバイス１
０９のＹ方向およびＸ方向について繰り返すことによっ
て全深度に渡って利得Ｇ′（ｙ）を設定できる（図４
（ｂ））。ＳＴＣメモリ１１１のデータＧ′（ｙ）は、
超音波エコーの受信期間にわたって対応する深度方向ア
ドレスに従って読み出され、加算器１０５においてＡ／
Ｄコンバータ１０４の出力Ｅ（ｙ）（図４（ａ））と加
算される。この結果、図４（ｃ）に示すように、ＳＴＣ
のかかったエコーデータが画像メモリ１０６に書き込ま
れる。

【００３８】このように本実施例の超音波診断装置で
は、ポインティングデバイス１０９の１つの操作方向に
対応して、画面上のポインタ２０２が深度方向を指示
し、利得の増減は他の１方向によって行われるため、操
作者は手元を見ることなく、任意の深度の利得を容易に
調整することができる。そのため、ＳＴＣ曲線の設定時
に、表示されている断層像のどの深度の利得が制御され
るのかを確認するために、画面と操作パネルとに視線を
変えて判断するという繁雑さが解消される。また、断層
像の拡大・縮小上下・左右反転に際して、断層像の深度
方向の表示範囲や向きが変化しても、画面上のポインタ
２０２によって利得が調整される深度方向位置が指示さ
れるため、操作者はどの深度位置の利得が調整されるの
かを常に把握することができる。

【００３９】また、ポインティングデバイス１０９とし
ては、特にＳＴＣ専用に設けなくとも、超音波診断装置
の計測用（キャリバーやトレース等）として一般的に装
備されているトラックボールやジョイスティック等に兼
用させることができるため、大幅なコストダウンや操作
パネルの簡略化が図れるという効果がある。また、スラ
イドボリュームや二次元的に配列したスイッチ群等を使
用する場合に較べ、ポインティングデバイス１０９の場
合、深度方向に対して、ほぼ連続的な移動操作が可能と
なるため、簡単な構成で連続的なＳＴＣ曲線の設定がで
きる。

【００４０】さて、前述のような従来のスライドボリュ
ームによるＳＴＣ曲線の設定法では、ＳＴＣ曲線をスラ
イドボリュームつまみ１（図１１）の位置で直観的に把
握できるという利点があるが、本発明においても、エコ
ー信号の利得を超音波断層像の深度方向に対応させて画
面上にＳＴＣ曲線として表示し、ポインタ２０２をこの
ＳＴＣ曲線上の対応する位置に重複表示することにより
同様の効果を持たせることができる。

【００４１】以下に、その方法の実施例（第２の実施
例）を述べる。なお、第２の実施例のハードウェア構成
は第１の実施例と同様であるので、その説明は省略す
る。

【００４２】本実施例では、第１の実施例と同様、ＳＴ
Ｃ曲線の設定を行う場合は、図５（ａ）に示すようにポ
インタ２０２を〔ＳＴＣ設定〕の欄２０３に移動させて
クリックする。この操作がなされると、図５（ｂ）に示
すように、超音波画像２０１上に現在設定されているＳ
ＴＣ曲線２０４が重複表示される。ＳＴＣ曲線２０４
は、たとえば縦方向に深度を、横方向に利得のレベルを
示す。縦方向の深度は、超音波画像２０１の表示深度に
対応させ、また横方向の利得レベルは、所定の幅（この
例では超音波画像２０１の幅）に０から最大値までの値
が対応するように設定を行う。また、〔ＳＴＣ設定〕の
欄は、〔ＳＴＣ確定〕の欄２０３に表示が変更される。
この状態でポインタ２０２は、ビデオモニタ１０８内を
自由に移動可能である。

【００４３】ＳＴＣ曲線２０４の設定を行う場合には、
超音波画像２０１内にポインタ２０２を移動し、超音波
画像２０１の所望の表示深度および利得レベルの位置で
クリックすると、図５（ｃ）に示すようにクリックした
位置およびその周辺のＳＴＣ曲線が新たに設定し直され
る。そして、対応したＳＴＣ曲線２０４のデータがＳＴ
Ｃ制御回路１２０内に読み込まれ、エコー信号にＳＴＣ
処理がなされる。そして、設定し直した超音波画像２０
１が画像メモリ１０６およびＤ／Ａ変換回路１０７を経
てビデオモニタ１０８に表示される。

【００４４】なお、ポインタ２０２を超音波画像２０１
内に移動させ、所望のＳＴＣ曲線をドラッグ（クリック
のボタンを押しながらポインタを移動する）することに
より、ＳＴＣ曲線２０４を深度方向に対して連続的かつ
簡易に設定できる。

【００４５】ＳＴＣ曲線２０４の設定が終了した場合に
は、ポインタ２０２を〔ＳＴＣ確定〕の欄２０３に移動
させてクリックする。

【００４６】ポインタ２０２が〔ＳＴＣ確定〕の欄２０
３内でクリックすると、設定されたＳＴＣ曲線２０４が
確定し、ＳＴＣ曲線２０４の表示が消えるとともに、
〔ＳＴＣ確定〕の欄２０３内の表示が〔ＳＴＣ設定〕の
表示に変わり、通常の超音波画像表示状態になる（図５
（ａ））。

【００４７】図６にＳＴＣ設定のためのフローチャート
を示す。なお、欄内とは、〔ＳＴＣ設定〕や〔ＳＴＣ確
定〕が表示されるビデオモニタ１０８上の欄２０３の内
部にあることをいう。

【００４８】まず、ＣＰＵ１１０（図１）は、ポインタ
２０２の位置が欄内であるかの判断を行う（ステップＳ
６００）。ポインタ２０２が欄内であれば（Ｙ）、続い
てクリックボタン３０１が押されているかの判断を行い
（ステップＳ６０１）、ポインタ２０２が欄２０３外で
あれば（ステップＳ；Ｎ）、再びポインタ２０２が欄内
であるかの判断を行う（ステップＳ６００）。クリック
ボタン３０１が押されているかの判断において、クリッ
クボタン３０１が押されていれば（ステップＳ６０１；
Ｙ）、あらかじめ設定されているＳＴＣ曲線２０４を超
音波画像２０１に重複して表示（ステップＳ６０２）
し、続いて欄内の表示を〔ＳＴＣ確定〕に変更する（ス
テップＳ６０３）。

【００４９】続いてポインタ２０２が欄内にあるかの判
断を行う（ステップＳ６０４）。ポインタ２０２が欄内
にあれば（Ｙ）、クリックボタン３０１が押されている
かの判断を行い（ステップＳ６０５）、クリックボタン
３０１が押されていなければ（Ｎ）、再びポインタ２０
２が欄内にあるかの判断を行う（ステップＳ６０４）。
また、クリックボタン３０１が押されていれば（ステッ
プＳ６０５；Ｙ）、ＳＴＣ曲線２０４の表示を消去（ス
テップＳ６０６）し、欄内の表示を〔ＳＴＣ設定〕に変
更（ステップＳ６０７）し、一連の処理を終了する。

【００５０】ポインタ２０２が欄外にあれば（ステップ
Ｓ６０４；Ｎ）、ポインタ２０２が超音波画像２０１内
かの判断を行い（ステップＳ６０８）、ポインタ２０２
が超音波画像２０１の外であれば（ステップＳ６０８；
Ｎ）、欄内表示を〔ＳＴＣ確定〕に変更した次のプロセ
ス（ステップＳ６０４）に移動する。また、ポインタ２
０２が超音波画像２０１内であれば（ステップＳ６０
８；Ｙ）、クリックボタン３０１が押されているかの判
断を行い（ステップＳ６０９）、押されていなければ
（Ｎ）、欄内表示を〔ＳＴＣ確定〕に変更した次のプロ
セス（ステップＳ６０４）に移行する。

【００５１】クリックボタン３０１が押されていれば
（ステップＳ６０９；Ｙ）、クリックボタン３０１が押
された時点でのポインタ２０２の位置を検出し、その位
置に対応するＳＴＣ曲線２０４の変更深度および利得レ
ベルを求め、ＳＴＣ曲線２０４を変更する（ステップＳ
６１０）。続いて、ステップＳ６０４へ移行し、変更前
のＳＴＣ曲線を消去し、変更したＳＴＣ曲線２０４を超
音波画像２０１上に重複表示し、欄内表示を〔ＳＴＣ確
定〕に変更した次のプロセスに移行する。

【００５２】なお、図６に示したフローチャートには、
始めと終わりの端末が表示されているが、一連の処理が
終了したとしても、装置が作動している間は、終わりの
端末についても、即時始めの端末に移動することで、ト
ラックボール３００を用いて、常にＳＴＣ曲線２０４の
設定が可能である。

【００５３】本実施例においては、さらにＳＴＣ曲線２
０４を表示する際に、ＳＴＣ曲線２０４のみならず横軸
および縦軸を表示し、利得値等が認識しやすいようにス
ケールをつける等してもよい。

【００５４】本実施例では、〔ＳＴＣ設定〕や〔ＳＴＣ
確定〕の機能をもつスイッチ（欄２０３）をビデオモニ
タ１０８上に表示したが、操作パネル（図示せず）上に
これらのスイッチを設けるようにしても同様の効果が得
られることは明らかである。また、これらのスイッチ以
外に、ＳＴＣ曲線２０４の設定中に変更以前のＳＴＣ曲
線の状態に戻すための設定中止ボタンを設けることによ
って、誤動作を未然に防止する機能を付加するようにし
てもよい。

【００５５】また、本実施例では、ＳＴＣ曲線の設定方
法をドラッグとしたが、本発明はこれに限るものではな
い。超音波画像２０１（図５）上のポインタ２０２の移
動に追従し、ＳＴＣ曲線を設定する方法をとっても、簡
易に設定が可能である。この場合、前述の図５（ｂ））
の状態にあるとき、ポインタ２０２は表示されているＳ
ＴＣ曲線２０４上に束縛される。すなわち、トラックボ
ール３００をＹ方向に操作すると、ポインタはＳＴＣ曲
線２０４に沿って上下移動するようになる（このときＳ
ＴＣ曲線の形状は変化しない）。

【００５６】任意の位置でトラックボール３００をＸ方
向に操作すると、ＳＴＣメモリ１１（図１）内の利得デ
ータが設定し直されると同時に、グラフィックメモリ１
１３（図１）内のＳＴＣ曲線データも更新される。さら
に、ポインタデータもその時の深度において、更新後の
ＳＴＣ曲線２０４上に移動する。その結果、ポインタ２
０２の水平方向の移動に追随して、ＳＴＣ曲線２０４が
変化する。ＳＴＣ曲線２０４の設定が終了した場合に
は、ポインタ２０２を〔ＳＴＣ確定〕の欄２０３に移動
させてクリックする。この場合、Ｘ方向の操作をする
と、ＳＴＣ曲線２０４を変化させてしまうので、図５
（ｄ）に示すように、画像の下方に〔ＳＴＣ確定〕の欄
２０５を設けておけばよい。

【００５７】以上の２つのＳＴＣ曲線設定方式を組合
せ、さらに操作性を向上させることもできる。すなわ
ち、〔ＳＴＣ設定〕をクリックした後、クリックボタン
３００を押さずにポインティングデバイス１０９を操作
した場合には、後者の設定方式で行い、クリックボタン
３０１を押しながらポインティングデバイス１０９を操
作した場合には、前者の設定方式で行われるようにす
る。このようにすれば、操作者は常にそれまでのＳＴＣ
曲線の状態から利得の増減ができ、しかも異なる深度に
渡って連続的に行うことができる。

【００５８】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例では、第１の実施例および第２の実施例
における利得制御を行う際に、必要以上に局所的利得変
化をもたらすこと無く、深度方向に対して滑らかな利得
制御を行うようにするものである。なお、ハードウェア
構成は第１の実施例と同様であるので、その説明は省略
する。

【００５９】本実施例では、深度方向に対して滑らかな
利得制御を行うために、ポインタ２０２の指示する深度
方向位置において、その周辺の利得を、ポインタ２０２
の指示する深度方向位置ｙ0 を中心として、エコー信号
の利得を増減させる動作を、

【００６０】

【数２】ｇ′（ｙ）＝ｆ（ｙ）・ｇ（ｙ）の関係で制御するものである。

【００６１】ここで、ｆ（ｙ）は重み付け関数、ｇ
（ｙ）は増減操作をする前の深度方向利得、ｇ′（ｙ）
は増減操作後の深度方向利得をそれぞれ示す。ｙ0 にお
ける新たな設定利得をｇ0 とすると、ｆ（ｙ）はｙがｙ
0 から離れるにしたがって１に近づき、ｙがｙ0 に近づ
くに従ってｇ0 ／ｇ（ｙ0 ）に近づくような関数とす
る。

【００６２】ここで、本実施例では、利得制御されるエ
コー信号は既に対数変換回路１０２（図１）において対
数変換が施されているので、ＳＴＣメモリ１１１内の利
得データも対数で表わされる。そのため上式は、

【００６３】

【数３】log ｇ′(y) ＝log ( ｆ(y) ・ｇ(y) ）＝log
ｆ(y) ＋log ｇ(y) となるので、書き直して、

【００６４】

【数４】Ｇ′(y) ＝Ｆ(y) ＋Ｇ(y)

【００６５】ここで、Ｇ′(y) ＝20・log ｇ′(y) ，Ｆ
(y) ＝20・log ｆ(y) ，Ｇ(y) ＝20・log g (y) はそれ
ぞれdb（デシベル）の単位で表現される。同様に、ｇ0
／ｇ（ｙ0 ）も対数で表わされ、

【００６６】

【数５】ΔＧ＝２０・log （ｇ0 ／ｇ（ｙ0 ））＝Ｇ0
−Ｇ（ｙ0 ）

【００６７】ここで、Ｇ０＝２０・log ｇ0 、Ｇ（ｙ0
）＝２０・log ｇ（ｙ0 ）である。Ｆ(y) として、

【００６８】

【数６】Ｆ(y) ＝（ΔＧ／２）｛ｓｉｎ２π((y-y1)/(y
2-y1) −1/4)＋１｝の形を用いる。但し、ｙ＜ｙ１およびｙ＞ｙ２おいて、
Ｆ(y) ＝０である。ｙ１およびｙ２はそれぞれ利得調整
の滑らかさを与えるパラメータであり、調整のしやすい
値に設定できる。

【００６９】次に、本実施例の動作について説明する。
なお、ポインタ２０２において任意の深度方向位置を指
定するまでの過程は第１の実施例と同様であるので、そ
の説明は省略する。

【００７０】さて、ポインタ２０２によって指定された
深度方向位置ｙ0 において利得がＧ0 に設定された場
合、このＧ0 はＣＰＵ１１０のレジスタに一旦保存され
る。ＣＰＵ１１０は、次にこのレジスタの内容Ｇ0 と、
ＳＴＣメモリ１１１内のｙ0 に対応するアドレスＹ0 に
記憶されている増減操作以前の利得Ｇ（Ｙ0 ）との差、

【００７１】

【数７】ΔＧ＝Ｇ0 −Ｇ（Ｙ0 ）を求める。次にアドレスＹ＝Ｙ１〜Ｙ２の範囲にわたっ
て、

【００７２】

【数８】Ｆ(Y) ＝（ΔＧ／２）｛ｓｉｎ２π((Y-Y1)/(Y
2-Y1) −1/4)＋１｝を計算し、さらに

【００７３】

【数９】Ｇ′(Y) ＝Ｆ(Y) ＋Ｇ(Y) を求める。最後に、ＳＴＣメモリ１１１中のＧ（Ｙ）
を、この演算によって求められたＧ′(Y) で更新して深
度方向位置y0を中心とする利得設定が終了する。この結
果、図７に示すように、増減操作以前の利得曲線（破
線）は、y0を中心に実線で示される利得曲線に変更され
る。

【００７４】利得制御をこのように行うことにより、操
作者が設定した深度方向位置の周辺の位置においてもあ
る程度の重みで利得制御されるため、必要以上に局所的
利得変化をもたらすこと無く、深度方向に対して滑らか
な利得制御を行うことができる。さらに、本実施例の場
合、y0は任意の深度方向位置に設定が可能であるので、
設定しようとするＳＴＣ曲線に沿った利得変化を確実に
得ることができる。

【００７５】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定するものではなく、その要旨
を変更しない範囲で種々変形可能である。

【００７６】上記実施例では、ポインティングデバイス
１０９のＹ方向を深度方向に、またＸ方向を利得設定方
向にとり、＋Ｙ方向を深度が増加する方向としたが、ど
の対応付けも固定されたものではなく、装置の操作に対
応して適宜変更することができる。

【００７７】たとえば、断層像を上下反転する機能を有
する装置の場合、図８（ａ）に示すように断層像を上下
反転しない状態では、図９（ａ）に示すようにポインテ
ィングデバイス１０９の＋方向の操作を深度の増加する
方向に、また、図８（ｂ）に示すように断層像を上下反
転した状態では、図９（ｂ）に示すように−方向の操作
を深度の減少する方向にとることができる。また、図８
（ｃ）に示すように断層像の深度方向を水平に表示可能
な装置の場合、図９（ｃ）に示すようにポインティング
デバイス１０９のＸ方向を深度の増減に、Ｙ方向を利得
の増減に対応付けることができる。このようにすること
によって、断層像の表示方向に拘らず、ポインティング
デバイス１０９の操作方向と深度方向を常に一致させる
ことが可能となる。

【００７８】また、以上の説明では利得の制御を、図１
のＡ／Ｄコンバータ１０４の出力、すなわち、ディジタ
ル化されたエコー信号に対して行なっていたが、アナロ
グ信号出力、たとえば検波回路１０３の出力に対して制
御してもよい。この場合、図９図に示すように加算器９
０１を検波回路１０３とＡ／Ｄコンバータ１０４との間
に配置するとともに、ＳＴＣメモリ１１１から出力され
る利得データをＤ／Ａコンバータ９０２においてアナロ
グ信号に変換し、加算器９０１においてＤ／Ａコンバー
タ９０２の出力と検波回路１０３の出力とを加算する構
成とする。加算器９０１の出力はＡ／Ｄコンバータ１０
４によりディジタル信号に変換された後、以下上記実施
例と同様に、画像メモリ１０６およびＤ／Ａコンバータ
１０７を経てビデオモニタ１０８へ送られる。

【００７９】また、上記実施例では、ポインティングデ
バイス１０９をトラックボールとしたが、マウス、ジョ
イスティック、ライトペンなどでも同様な効果が得られ
ることは明らかである。

【００８０】本発明で用いるポインティングデバイス１
０９は、ＳＴＣ曲線の設定のみならず、超音波画像の、
長さや面積計測などの種々の測定等にも使用可能であ
り、本発明のようにＳＴＣ曲線の設定をポインティング
デバイス１０９で行うことにより装置の簡易化・小型化
を図ることができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の超音
波診断装置によれば、ポインティングデバイスの１つの
操作方向に対応して、画面上のポインタが深度方向を指
示し、利得の増減を他の１方向によって行うようにした
ので、操作者は手元を見ることなく、任意の深度の利得
を容易に調整することができ、操作の繁雑さが解消され
るという効果がある。また、ポインティングデバイスを
用いているので、深度方向に対して、ほぼ連続的な移動
操作が可能となるため、簡単な構成で連続的なＳＴＣ曲
線の設定ができるという効果がある。

【００８２】また、請求項２記載の超音波診断装置によ
れば、操作者が設定した深度方向位置の周辺の位置にお
いてもある程度の重みで利得制御することができ、必要
以上に局所的利得変化をもたらすこと無く、深度方向に
対して滑らかな利得制御を行うことができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る超音波診断装置の
構成を表すブロック図である。

【図２】ビデオモニタの画像およびポインタの表示状態
を説明するための図である。

【図３】ポインティングデバイスの構成を表す斜視図で
ある。

【図４】エコーデータに対する利得制御状態を説明する
ための波形図である。

【図５】本発明の第２の実施例のＳＴＣ曲線上にポイン
タを重複表示する動作を説明するための図である。

【図６】ＳＴＣ設定動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図７】本発明の第３の実施例における利得曲線の変更
状態を説明するための図である。

【図８】本発明の第１の実施例の変形例における画面表
示状態を示す図である。

【図９】図８に対応して深度および利得の増減方向を示
す図である。

【図１０】本発明の第１の実施例の他の変形例を説明す
るためのブロック図である。

【図１１】従来の超音波診断装置の操作部の斜視図であ
る。

【図１２】従来の画像表示状態を説明するための図であ
る。

【図１３】従来のスライドボリュームによる操作状態を
説明するための図である。

【図１４】従来の方法による利得制御の問題点を説明す
るための図である。

【図１５】従来の方法による利得制御の問題点を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１０被検体１００超音波プローブ１０６画像メモリ１０７Ｄ／Ａコンバータ１０８ビデオモニタ１０９ポインティングデバイス１１０ＣＰＵ（中央処理装置）１１１ＳＴＣメモリ１１２プログラムメモリ１２０ＳＴＣ制御回路２０１超音波画像２０２ポインタ２０３欄（ＳＴＣ設定、ＳＴＣ確定）２０４ＳＴＣ曲線３００トラックボール３０１クリックボタン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波プローブより被検体に超音波ビー
ムを走査して被検体からの超音波エコーを受波し、エコ
ー信号に基づく被検体の断層像を得る超音波診断装置で
あって、前記エコー信号を入力するとともに、可変可能な利得を
もって入力したエコー信号のレベルを変換して出力する
レベル変換手段と、２次元の操作方向に対応して２次元の信号を出力するポ
インティングデバイスと、前記レベル変換手段の出力を受けて画面上に前記被検体
の断層像を表示するとともに、前記ポインティングデバ
イスの出力を受けて前記画面上にポインタを移動可能に
表示する表示手段と、前記ポインティングデバイスの、１つの次元の出力に応
答して前記画面上で移動するポインタによって前記断層
像の任意の深度方向位置を指示するとともに、他の１つ
の次元の出力に応答して、前記指示された深度方向位置
付近の利得が増減するように前記レベル変換手段を制御
する利得制御手段とを備えたことを特徴とする超音波診
断装置。
【請求項２】前記利得制御手段は、深度方向位置を
ｙ、前記ポインタによって指示された深度方向位置をｙ
0 、ｙ0 における新たな利得設定値をｇ0 、重み付け関
数をｆ（ｙ）、増減操作をする前の深度方向利得をｇ
（ｙ）、増減操作後の深度方向利得をｇ′（ｙ）とすれ
ば、ｇ′（ｙ）＝ｆ（ｙ）・ｇ（ｙ）の関係を有し、前記ｆ（ｙ）はｙがｙ0 から離れるにし
たがって１に近づき、ｙがｙ0 に近づくにしたがってｇ
0 ／ｇ（ｙ0 ）に近づくように制御することを特徴とす
る請求項１記載の超音波診断装置。